DE892587C

DE892587C - Verfahren zur Herstellung von waessrigen Ammoniumnitritloesungen

Info

Publication number: DE892587C
Application number: DEJ796A
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr Kahr
Original assignee: Inventa AG fuer Forschung und Patentverwertung
Current assignee: Inventa AG fuer Forschung und Patentverwertung
Priority date: 1949-08-27
Filing date: 1950-04-25
Publication date: 1953-10-08
Also published as: BE496477A; CH266361A; GB685726A; NL69373C; US2606813A; FR1023823A

Description

Es ist bekannt, daß bei der Nachabsorption der in Wasser nicht absorbierten, nitrosen Gase in verdünnter, wäßriger Ammoniumbicarbonatlösung Ammoniumnitrat neben Ammoniumnitrit erhalten wird. Da auf diese Weise überwiegend Ammoniumnitrat gebildet wird, ist dieses Verfahren für eine Ammoniumnitritherstellung nicht geeignet. Nach den bisherigen Erfahrungen über die Absorption der nitrosen Gase in wäßrigen Lösungen verläuft die ■ Nitritbildung in guter Ausbeute nur in, stark alkalischen Lösungen. So bilden sich in verdünnter Natronlauge und Kalkmilch etwa 90 bis 94⁰A) Natrium bzw. Calciumnitrit mit 6 bis 10% des entsprechenden Nitrats. In neutralen und schwach alkalischen Lösungen geht die Nitritbildung stark zurück, wobei die Nitratmenge zunimmt.

Das Ammoniumnitrit dient in der Technik vorwiegend als Ausgangsprodukt für die Herstellung des Hydroxylaminsulfats nach der Raschigschen Synthese. Es wurde bisher technisch über das Calciumnitrit hergestellt, indem man dieses in Lösung mit der äquimolekularen Menge Ammoniumsulfatlösung umsetzte. Die große Menge des ausgefällten Calciumsulfate absorbierte aber stets einen Teil des gebildeten Ammoniumnitrits, so daß die Umsetzung nur etwa 90 bis 95 % betrug. Die so gewonnenen. Ammoniumnitritlosungen enthielten noch bis zu 20 °/o Ammoniumnitrat, auf festes Nitrit

bezogen. Diese Herstellungsweise des Ammoniumnitrits ist wegen der Calciumsulf atabscheidung sehr umständlich.

Es wurde nun gefunden, daß man bei der kontinuierlichen Herstellung von wäßrigen Ammoniumnitritlösungen durch Einleiten eines nahezu äquimolekularen Gemisches von Stickstoffdioxyd und Stickoxyd in Ammoniumcarbonat-Bicarbonat-Lösung unter Kühlung vorteilhaft die Lösung während

ίο derAbsorption an N H₄-carbonat und -bicarbonat gesättigt hält und das ph der Lösung zwischen 8,9 und 8,3 hält.

In der französischen Patentschrift 587 706 wird zwar die Absorption der nitrosen Gase in einer anfangs gesättigten Lösung durchgeführt, aber im weiteren Verlauf bleibt die Lösung· nicht gesättigt, vielmehr entspricht zum Schluß der Gehalt! der Lösung an Bicarbonat nur mehr 0,2 bis 0,3% freiem Ammoniak. Hierbei treten starke Verluste

ao bei der Absorption ein, die eine Absorption der letzten 30% der nitrosen Gase unwirtschaftlich machen. Die Aufrechterhaltung· des Sättigungszustandes beim vorliegenden Verfahren schließt diese Verluste aus.

Die nitrosen Gase gewinnt man vorteilhaft durch Verbrennung von gasförmigem Ammoniak mit Luft über Platin-Rhodium-Netz als Katalysator. Die für die Nitrifcbildung günstigste Zusammensetzung¹ der nitrosen Gase erhält man aus der Verbrennung von 11 Volumprozent Ammoniak in Luftgemisch bei den üblichen Temperaturen von etwa 700⁰ C. Bei Verwendung von Ammoniumbicarbonatlösung

zur Absorption der nitrosen Gase läßt sich ein Konstanthalten der Konzentration in einfacher Weise ausführen, indem man die Absorption mit festem Bicarbonat als Bodenkörper ausführt. Die sonst bei der Absorption in ammoniakhaltigem Lösungen auftretenden Nebel sind hierbei nur sehr geringfügig. Absorbiert man in nur konzentrierten Ammoniumbicarbonatlösungen, so verringert sich unter Verbrauch des Bicarbonate und Kohlendioxydabspaltung deren Konzentration, und es bleibt eine verdünnte Lösung zurück. In diesem Fall, nimmt die gebildete Ammoniumnitritmenge ab, und die Ammoniumnitratmenge nimmt schnell zu. Um gleichbleibend gute Nitritausbeuten zu erreichen, ist die Menge des Ammoniumbicarbonats in der Absorptionslösung ständig durch Zugabe von frischem Ammoniumbicarbonat bzw. -carbonat zu ergänzen.

Die besten Ausbeuten an Ammoniumnitrit werden mit gesättigten Ammoniumbicarbonatlösungen erreicht, wobei es gleichgültig ist, ob diese Sättigung in reinem Wasser oder in der Ammoniumnitritlösung vorliegt. Die Sättigung des Wassers mit Ammo-

niumbicarbonat beträgt bei o° C 10 bis 11 Gewichtsprozent; die Sättigung der Nitritlösung tritt hierbei bei geringerer Konzentration ein.

Statt des Ammoniumbicarbonats kann mit gleichem Erfolg auch Ammoniumcarbonat bzw. ein Ammoniumbicarbonat-Carbonat-Gemisch benutzt werden, welches den Vorteil hat, daß bei der Absorption weniger Kohlendioxyd verlorengeht. Hierbei soll die Konzentration dieser Lösungen bei der Absorption mindestens diejenige sein, die der gesättigten Bicarbonatlösung in bezug auf den Kohlendioxydgehalt entspricht. Als günstiges Ammoniumbicarbonat-Carbonat-Gemisch in der Absorptionslösung wird ein solches mit 10 bis 50% Bicarbonat bzw. 50 bis 90% Carbonat benutzt. Derartige Lösungen besitzen einen pH-Wert von 8,3 bis 8,9.

Die Absorption der nitrosen Gase in konzentrierter Ammoniumbicarbonat-Carbonat-Lösung läßt sich ohne Schwierigkeiten auch kontinuierlich ausführen, wenn man dafür sorgt, daß der Kohlendioxydspiegel im Ammoniumbicarbonat-Carbonat der Absorptionslösung groß genug ist. Die für die kontinuierliche Absorption zugeführte Lösung besitzt demnach eine solche Konzentration an Ammoniak und Kohlendioxyd, daß einmal das Ammoniak zur Neutralisation der nitrosen Gase und zum Ersatz für das in der Absorptionslösung enthaltene Ammoniumbicarbonat-Carbonat ausreicht, und weiterhin so viel Kohlendioxyd, daß der Kohlendioxydspiegel in der Absorptionslösung ständig ersetzt wird. Die nur kontinuierlicher Absorption der nitrosen Gase zugeführte Lösung enthält also stets Ammoniumcarbonat mit einer gewissen Menge freiem Ammoniak. Normalerweise sind die Ammoniakverluste bei der Absorption nur gering, während der Kohlendioxydverlust etwas größer ist. Die bei der Absorption mit den Inertgasen der nitrosen Gase abgeführten Kohlendioxyd¹- und Ammoniakmengen können zur Wiedergewinnung reabsorbiert werden.

Die Temperatur bei der Absorption der nitrosen Gase in Ammoniumbicarbonat-Carbonat-Lösung soll zur Erreichung hoher Nitritausbeuten und Vermeiden größerer Verluste an Kohlendioxyd und Ammoniak um den Gefrierpunkt bei etwa o° C oder darunter. liegen. Bei +10⁰C treten Verluste an Ammoniumnitrit kaum und bei + 20⁰ C schon merklich ein.

Die Ammoniumnitritausbeuten, die durch Absorption der nitrosen Gase in konzentrierten Am- i°5 moniumbicarbonat - Garbonat -'Lösungen erreicht werden, betragen etwa 76% der Theorie, bezogen auf das zur Verbrennung angewandte Ammoniak.

Die Ammoniumbicarbonat-Carbonat enthaltenden Ammoniumnitritlösungen können ohne Schwierigkeiten zur Herstellung von Hydroxylaminsulf at verwendet werden.

Beispiel

Man absorbiert innerhalb von 4 Stunden die nitrosen Gase, die durch Verbrennen von 72 Volumteilen Ammoniakgas mit 585 Volumteilen Luft über Platin-Rhodium-Netz bei etwa 700⁰ erhalten wurden, bei o° C und unter guter Rührung in einem Rührbehälter mit Überlauf bei 750 Volumteilen, der mit 750 Volumteilen einer Lösung von 130 g/l Ammoniumnitrit, 32 g/l Ammoniumnitrat, 6,4 g/l Ammoniumbicarbonat und 70 g/l Ammoniumcarbonat gefüllt ist. In diese Lösung läßt man in der gleichen Zeit gleichmäßig 1000 Volumteile einer Lösung mit 179 g/l Ammoniumcarbonat und 5,5 g/l Ammoniak

einfließen. Aus dem Rührbehälter laufen stündlich 250 Volumteile einer Lösung über, die 131 g/l Ammoniumnitrit, 32 g/l Ammoniumnitrat, 33,6 g/l Ammoniumbicarbotiat und 56,5 g/l Ammoniumcarbonat enthält. Die gewonnene Ammoniumnitritmenge entspricht einer Ausbeute von 75,8%.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von wäßrigen Ammoniumnitritlösungen durch Einleiten eines nahezu äquimolekularen Gemisches von Stickstoffdioxyd und Stickoxyd in Ammoniumcarbonat - Bicarbonat - Lösung unter Kühlung, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung während der Absorption gesättigt gehalten wird an Ammoniumcarbonat und -bicarbonat und das p_H der Lösung zwischen 8,9 und 8,3

Hegt.

Angezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 727 631.

© 5462 9.53